Die

Halbleiter-Die

Ein Halbleiter-Die (kurz Die) ist der eigentliche, aktive Siliziumkern eines integrierten Schaltkreises. Auf diesem kleinen Chip befinden sich alle elektronischen Bauelemente wie Transistoren, Widerstände, Kondensatoren sowie die metallischen Verbindungen zwischen ihnen.

Aufbau eines Die

Ein Die besteht aus mehreren Schichten, die während der Fertigung nacheinander aufgebaut werden:

• Siliziumsubstrat – Grundlage des Chips
• Dotierte Transistorbereiche – bilden N- und P-Zonen
• Metallisierungsebenen – leiten Signale und Energie
• Passivierungsschicht – schützt den Chip
• Bondpads – Kontaktflächen zum Gehäuse

Herstellung

Ein Die entsteht auf einem Siliziumwafer durch viele aufeinanderfolgende Prozessschritte:

1. Fotolithografie (Strukturierung durch Masken)
2. Dotierung (eingebrachte Ladungsträger)
3. Oxidation und Schichtabscheidung
4. Metallisierung (Leitbahnen)
5. Vereinzelung der Chips (Dicing)
6. Verbau in ein Gehäuse (Packaging)

Anwendungen

Halbleiter-Dies werden in nahezu allen elektronischen Geräten verwendet:

• CPUs und GPUs
• DRAM-, SRAM- und NAND-Speicher
• Controller-ICs
• Mixed-Signal-ICs
• Leistungshalbleiter (MOSFET-Module, IGBTs)

Chiplets

Moderne Prozessoren nutzen oft mehrere kleine Dies, sogenannte Chiplets. Vorteile:

• höhere Ausbeute
• geringere Produktionskosten
• flexible Kombination verschiedener Funktionsblöcke

Beispiele: AMD Ryzen (CCD + IOD), Intel Foveros/EMIB.

Kurzmerksatz

• Ein Die ist der eigentliche Siliziumchip.
• Alles, was ein IC tut, passiert auf dem Die – das Gehäuse dient nur dem Schutz und der Verbindung.